一种新型农田涝渍防治装置及其应用技术

摘要

本发明涉及一种新型农田涝渍防治装置及其应用技术，属农业水土工程技术领域。它由排水沟、吸水管、集水管、排水管、集水井等构成，小排水沟与排水沟呈“T”字状或“丰”子状设置，小排水沟下方设有集水管，集水管两侧设有吸水管，集水管一端设有集水井和控制阀，集水管通过集水井和控制阀与排水沟连通。本发明通过小排水沟排除农田涝水，渍水则通过吸水管和集水管排除，解决了现有田间排渍沟渠土方工程量大、占地多的问题，每延米可使现有排水沟土方工程减少10m3、节约耕地1.2m2。本发明通过水位调控装置调控地下水位，实现防渍御旱和水资源的合理利用，克服了现有排水沟不能根据作物生长需要分时段、有区别进行地下水位调控的弊端。

说明书

技术领域：

本发明涉及一种新型农田涝渍防治装置及其应用技术，属农业水土工程技术领域。

背景技术：

在地势低洼、农田排水比较突出的南方地区，田间末级排水沟既要排除一定的设计降雨产生的涝水，又要降低农田地下水位、防止作物受渍。即要求田间末级排水沟具有除涝降渍功能，亦可称之为涝渍兼治型排水农沟，现行农田排水工程技术规范称之为调控地下水位的末级固定沟。对于旱作农田和水旱连作、轮作的农田来说，调控地下水位的末级固定沟深度一般在1.0～1.5m之间，排水沟的间距因各种农田土壤自身透水性能的不同具有很大的差别(粘土、重壤土20～30m；中壤土30～60m；轻壤、砂壤土60～100m)，边坡系数也因土质差别在1～2之间。湖区土壤往往偏粘重，因此，田间排水沟比较密集，土方工程量大、占用耕地多。另一方面，调控地下水位的末级固定沟其功能主要是降低地下水位，不能根据作物各生育期耐渍深度不同进行水位变化调控，即使与暗管进行组合排水，也因暗管定埋深和出口仅有一种水位控制方式而难以适应作物各生长阶段对农田地下水位的不同要求。

发明内容：

本发明的目的在于：针对现有技术存在的缺陷，提供一种用于农田涝渍兼治，尤其是田间涝渍分排和地下水位调控的新型农田涝渍防治装置及其应用技术。

本发明是通过如下的技术方案来实现上述目的的：

一种新型农田涝渍防治装置，它由排水沟、小排水沟、盲沟、吸水管、集水管、排水管、地下水位调控装置、集水井和控制阀构成，其特征在于：排水沟与小排水沟在农田边际呈“T”字或“丰”字状设置，小排水沟底部设置有盲沟，盲沟内铺设有集水管，农田土壤表面设置有与小排水沟相通的排水管；小排水沟两侧设置有地下水位调控装置，地下水位调控装置下部的进水口与吸水管相通，地下水位调控装置下部的出水口通过连接管与集水管连通；小排水沟、盲沟和集水管一端设置有集水井，集水井的一侧设置有控制阀，控制阀下部通过出水管连通排水沟，小排水沟与集水井之间设置有闸板；所述的集水井上设置有井盖，集水井内安装有水泵。

所述的地下水位调控装置由调控件筒体、顶盖、固定挡水板、活动挡水板、升降丝杆和水位控制指示尺构成，调控件筒体上部装有顶盖，调控件筒体内装有固定挡水板和活动挡水板，调控件筒体的两侧设置有进水口和出水口；所述的顶盖一侧设置有升降丝杆，升降丝杆与活动挡水板连接，顶盖的另一侧设置有水位控制指示尺；所述的固定挡水板上由上至下分别设置有出水孔A、出水孔B、出水孔C和出水孔D，活动挡水板上由上至下分别设置有出水孔E、出水孔F、出水孔G和出水孔H。

上述新型农田涝渍防治装置的应用技术，其特征在于：它包括以下步骤：

(1)、将农田直接排除田间涝水和渍水的小排水沟与下一级排水沟呈“T”字或“丰”字状布设，小排水沟底宽40cm、深度60cm，边坡系数为1∶1～1∶1.1，底坡1/500～1/1000，田间布设间距为50～100m，并在小排水沟底部70～80cm处设置盲沟和集水管；盲沟由粗中砂和碎砾构成，盲沟内的集水管周围填碎砾，与土壤接触部分填粗中砂，集水管为内径160～200mm的PVC双壁波纹管；

(2)、在农田土壤表面设置与小排水沟相通的排水管，在小排水沟两侧设置地下水位调控装置，地下水位调控装置下部的进水口上安装吸水管，出水口上通过连接管安装集水管；

(3)、在小排水沟、盲沟和集水管临近排水沟的一端设置集水井和控制阀；在小排水沟与集水井之间设置闸板，集水井的另一侧连接小排水沟涝水出口，小排水沟涝水出口与排水沟连通；

(4)、农田土壤表面因暴雨形成的涝水通过排水管先流入小排水沟，再由小排水沟流入排水沟排出；

(5)、农田土壤中所含的渍水通过吸水管吸收后，经集水管和盲沟进入集水井，再排入排水沟；当排水沟水位低于盲沟和集水管出口时，开启控制阀进行自排；当排水沟水位高于盲沟和集水管出口时，关闭控制阀，通过水泵将渍水从集水井抽排入排水沟；

(6)、对农田土壤进行灌溉作业时，通过封堵小排水沟与集水井之间的闸板，将河流或湖泊的水引至排水沟，抬高排水沟的水位淹没出水管，开启控制阀将水引至集水井，再用水泵抽取集水井中的水到小排水沟，通过排水管输送至农田土壤表面进行灌溉；

(7)、农田土壤地下渗灌时，通过开启控制阀和地下水位调控装置，引水到排水沟并抬高水位淹没出水管，渗灌水通过集水管和吸水管进入农田土壤，从而完成渗灌。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、实行涝渍分排，田间排沟小型化，土方工程量小。

2、因田间排沟小型化，使工程占地减少，可节约耕地资源。

3、本发明可使每延米田间排水沟土方工程减少10m³、节约耕地1.2m²，还可根据作物不同生育期耐渍深度要求调控地下水位，实现防渍御旱和农业水资源合理利用。

4、本发明结构简单、施工方便，造价低廉实用，既有农田除涝降渍的功能，又可用于农田用水的灌溉，便于推广使用。

附图说明：

图1为新型农田涝渍防治装置的俯视结构示意图；

图2为新型农田涝渍防治装置的排水沟截面结构示意图；

图3为新型农田涝渍防治装置的小排水沟截面结构示意图；

图4为新型农田涝渍防治装置的地下水位调控装置的剖视结构示意图。

图中：1、排水沟，2、小排水沟，3、盲沟，4、吸水管，5、集水管，6、地下水位调控装置，7、集水井，8、控制阀，9、连接管，10、井盖，11、水泵，12、出水管，13、调控件筒体，14、顶盖，15、农田土壤，16、固定挡水板，17、活动挡水板，18、升降丝杆，19、水位控制指示尺，20、进水口，21、出水口，22、出水孔A，23、出水孔B，24、出水孔C，25、出水孔D，26、出水孔E，27、出水孔F，28、出水孔G，29、出水孔H，30、排水管，31、闸板，32、小排水沟涝水出口。

具体实施方式：

该新型农田涝渍防治装置由排水沟1、小排水沟2、盲沟3、吸水管4、集水管5、地下水位调控装置6、集水井7和控制阀8构成，排水沟1与小排水沟2在农田边际呈“T”字或“丰”字状设置，小排水沟2底宽40cm、深度50～60cm，边坡系数在1∶1～1∶1.1之间，底坡1/500～1/1000，布设间距为50～100m。小排水沟2下方70～80cm处平行设置有盲沟3，盲沟3内铺设有集水管5。盲沟3为砂砾料，断面40×40cm，集水管5为PVC双壁波纹管，内径160～200mm。农田土壤15表面设置有与小排水沟2相通的排水管30；小排水沟2两侧设置有地下水位调控装置6，地下水位调控装置6下部的进水口20上装有吸水管4，地下水位调控装置6下部的出水口21上通过连接管9装有集水管5；集水管5和吸水管4为多孔管。吸水管4铺设于农田土壤15中，与集水管5垂直布置，用于吸取农田土壤15中的渍水，吸水管4在农田土壤15中按一定间隔呈平行设置，吸水管4之间的间距根据土壤的透水性通过试验或有关技术规范确定。

地下水位调控装置6由调控件筒体13、顶盖14、固定挡水板16、活动挡水板17、升降丝杆18和水位控制指示尺19构成，调控件筒体13内装有固定挡水板16和活动挡水板17，由固定挡水板16将调控件筒体13内部划分为两个相对密闭的腔体。调控件筒体13的两侧设置有进水口20和出水口21，调控件筒体13通过进水口20和出水口21分别与吸水管4和连接管9连通。固定挡水板16上由上至下分别设置有出水孔A22、出水孔B23、出水孔C24和出水孔D25，活动挡水板17上由上至下分别设置有出水孔E26、出水孔F27、出水孔G28和出水孔H29。

调控件筒体13顶部设置有顶盖14，顶盖14一侧设置有升降丝杆18，升降丝杆18与活动挡水板17固定连接，顶盖14另一侧设置有水位控制指示尺19，水位控制指示尺19插入延伸至固定挡水板16另一侧密闭的腔体内，用于设置农田地下水位调控深度。该地下水位调控装置6的出水孔D25和出水孔H29正常状态下与进水口20和出水口21呈水平状态，以便于农田渍水进入集水管5。通过升降丝杆18对活动挡水板17的升降，可使出水孔A22与出水孔E26、出水孔B23与出水孔F27、出水孔C24与出水孔G28、出水孔D25与出水孔H29任意一组耦合，当其中一组孔连通时，其余孔互不连通。以实现对农田土壤15不同季节的渍水水位的调控。

小排水沟2、盲沟3和集水管5临近排水沟1的一端设置有集水井7，小排水沟2与集水井7之间设置有闸板31，小排水沟2通过小排水沟涝水出口32与排水沟1连通。集水井7一侧设置有控制阀8，集水管5通过集水井7和控制阀8与排水沟1连通。集水井7上设置有井盖10，集水井7内安装有水泵11，集水井7底部设置有出水管12，出水管12与控制阀8连通(参见附图1-4)。

该新型农田涝渍防治装置是通过以下途径实现涝渍分排和涝渍兼治的：设置于田间的小排水沟2和用于排除田面涝水的排水管30仅用于排除暴雨产生的农田地表径流，排渍的任务由布设在农田土壤15下面的吸水管4、小排水沟2下方的盲沟3和置于盲沟3内的集水管5承担。排出农田的涝水和流出吸水管4的渍水分别由小排水沟2和集水管5输送并经过集水井7和出口段进入排水沟1。

农田降渍在涝水排除后实施。在排除农田土壤15中的渍水时，首先要观测排水沟1的水位高低，当排水沟1水位低于出水管12时，开启控制阀8进行自排；当排水沟1水位高于出水管12时，关闭控制阀8，启动水泵11，用水泵11抽排集水井7蓄集的田间渍水至排水沟1。

本发明除了用于农田涝渍兼治外，还可用于农田土壤15的灌溉和渗灌。其操作方法是：灌溉时，封堵小排水沟2与集水井7之间的闸板31，通过外河或湖泊引水至排水沟1，并抬高排水沟1的水位淹没出水管12，开启控制阀8引水至集水井7，用水泵11抽取集水井7中的水到小排水沟2，通过排水管30输送至农田土壤15的表面。地下渗灌时，开启控制阀8和地下水位调控装置6，通过地下水位调控装置6的活动挡水板17的升降，使出水孔D25与出水孔H29连通，引水到排水沟1使水位抬高，渗灌水通过集水管5和吸水管4进入农田土壤15，从而完成渗灌。